(57)【要約】  【課題】  チルト角が大きいときの画質を向上できるドーム型カメラを提供する。  【解決手段】  レンズ１４がドームカバー１６に収容されている。レンズ１４の光軸は、ドーム中心よりドーム天頂側にオフセットされている。ドームカバー１６は、ドーム天頂方向からのチルト角が大きくなるに従ってカバー肉厚が大きくなるように構成されている。ドームカバーの外側表面および内側表面が球形であり、内側表面の中心が外側表面の中心よりもドーム天頂側にオフセットされている。ドーム肉厚が変化するので、レンズ１４の上光線３２および下光線３４のカバー部分での光路差が低減する。【選択図】  図１
2005300659.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズと、
前記レンズの光軸がドーム中心よりドーム天頂側にオフセットするように配置されたドームカバーと、
を備え、前記ドームカバーは、ドーム天頂方向からのチルト角が大きくなるに従ってカバー肉厚が大きくなるように構成されていることを特徴とするドーム型カメラ。
【請求項２】
前記ドームカバーの外側表面および内側表面が球形であり、内側表面の中心が外側表面の中心よりもドーム天頂側にオフセットされていることを特徴とする請求項１に記載のドーム型カメラ。
【請求項３】
レンズが収容されるドームカバーであって、ドーム天頂方向からのチルト角が大きくなるに従ってカバー肉厚が大きくなるように構成されていることを特徴とするドームカバー。
【請求項４】
外側表面および内側表面が球形であり、内側表面の中心が外側表面の中心よりもドーム天頂側にオフセットされていることを特徴とする請求項３に記載のドームカバー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドームカバー内にレンズを収容したドーム型カメラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のドーム型カメラとしては例えば監視カメラが知られており、一般的な監視カメラは、ドームカバーに収容されたレンズと、レンズをチルト方向およびパン方向に回動する回動機構とを備えている。
【０００３】
ドーム型カメラにおいては、レンズ光軸がドーム中心よりドーム天頂側にオフセットするようにドームカバーとレンズとが配置されることがある（例えば特許文献１参照）。このような配置により、ケラレを生じることなく、取付平面に対して平行な方向の撮影が可能になる。ここで、ケラレとは、撮影範囲の一部にカメラ筐体等が入るために画像が部分的に暗くなることをいう。
【特許文献１】特開２０００−２４４７８３号公報（第２ページ、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のドーム型カメラにおいては、下記のように、レンズ光軸をドーム中心に対してオフセットすると、ドームカバーに起因する収差が生じ、この収差が画質を悪化させるという問題があった。
【０００５】
図４を参照し、上記の収差の問題を説明する。図４において、レンズ１００はドームカバー１０２に収容されており、水平方向を向くように配置されている。レンズ１００の光軸１０４は、ドームカバー１０２の中心１０６に対して、ドーム天頂方向にオフセットしている。図中の上光線１０８および下光線１１０は、光軸１０４に平行であって、レンズ１００の上端付近および下端付近に入る光線である。
【０００６】
図４に示されるように、レンズ１００がオフセットしているために、カバー部分での上光線１０８の光路長ａと、下光線１１０の光路長ｂとが相違し、後者の方が長くなる。ここで、カバー部分（カバー通過部分）での光路長とは、光路のうちのカバー内の部分の長さであり、光路に沿った方向のカバーの厚さに相当する。そして、この光路長ａ、ｂの相違により収差が生じる。
【０００７】
より詳細には、上光線１０８とカバー表面の角度αと、下光線１１０とカバー表面の角度βとを比べると、角度αが角度βより大きい。すなわち、上光線１０８と比べると下光線１１０の方が斜めにドームカバー１０２に入射する。このような角度の相違により、カバー部分での下光線１１０の光路長ｂが、上光線１０８の光路長ａより長くなる。そして、この光路差が収差の原因になる。
【０００８】
このように、ドームカバー１０２をオフセットすると、ドームカバー１０２が、光学系の一部を構成する非対称な光学系部材として機能し、収差を生じさせてしまう。チルト角が大きいほど上記の収差が大きくなり、そして画質が悪化し、感覚的には被写体が２重に見えてしまうことさえある。
【０００９】
上記のような問題は、従来一般的であった広角撮影が専門の監視カメラではそれほど顕著でなかった。しかし、監視カメラの普及に伴い、監視カメラがズーム機能をもち、高倍率の撮影を行うようになってきている。そして、倍率が増大すると、上記の収差の問題が顕著になる。
【００１０】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、その目的は、高倍率のズーム撮影が可能な監視カメラにおいて、レンズ光軸がオフセット配置されていても良好な画像が得られるドーム型カメラを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のドーム型カメラは、レンズと、前記レンズの光軸がドーム中心よりドーム天頂側にオフセットするように配置されたドームカバーとを備え、前記ドームカバーは、ドーム天頂方向からのチルト角が大きくなるに従ってカバー肉厚が大きくなるように構成されている。ここで、カバー肉厚はドームカバーの全範囲で連続的に大きくなってもよい。また、カバー肉厚は段階的に大きくなってもよい。カバー肉厚は、ドームの全範囲ではなく、一部の領域でチルト角に応じて大きくなってもよい。例えば、チルト角が所定の大きさ未満ではカバー肉厚が一定であり、前記所定の大きさ以上ではチルト角に応じてカバー肉厚が大きくなってもよい。
【００１２】
この構成により、水平方向等のチルト角が大きい方向を撮影するときの、レンズの両端を通る光線のカバー部分での光路差が低減し、これにより収差が低減し、画質が向上する。
【００１３】
また、本発明のドーム型カメラにおいては、前記ドームカバーの外側表面および内側表面が球形であり、内側表面の中心が外側表面の中心よりもドーム天頂側にオフセットされている。これにより、チルト角度に応じてカバー肉厚が変化する本発明のドームカバーを容易に製造できる。
【００１４】
また、本発明の別態様はドームカバーであり、ドーム天頂方向からのチルト角が大きくなるに従ってカバー肉厚が大きくなるように構成されている。本発明においては、外側表面および内側表面が球形であり、内側表面の中心が外側表面の中心よりもドーム天頂側にオフセットされている。このような構成により、上述した本発明の利点が得られる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ドームカバーの肉厚をチルト角に応じて異ならせたことにより、水平方向等のチルト角が大きい方向を撮影するときの画質を向上できるという効果を有するドーム型カメラを提供することができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態のドーム型カメラについて、図面を用いて説明する。本実施の形態においては、ドーム型カメラが監視カメラである。
【００１７】
図１は、本発明の第１の実施の形態のドーム型カメラの主要部をモデル化した図であり、図２は、ドーム型カメラの全体構成の例を示している。
【００１８】
図２に示すように、ドーム型カメラ１０は、ベース部１２を有し、ベース部１２にレンズ１４およびドームカバー１６が取り付けられている。ベース部１２は、取付部１８によって取付対象物に取り付けられる。取付対象物は例えば天井である。
【００１９】
ベース部１２にはパンチルト機構２０が備えられており、パンチルト機構２０にレンズ１４が備えられており、これによりレンズ１４はベース部１２に対してパン方向およびチルト方向に回動可能である。パンチルト機構２０は、モータを備えており、遠隔操作で動いてもよい。また、パンチルト機構２０は手動式でもよい。レンズ１４は、鏡筒に複数のレンズが組み付けられた構成を有する。鏡筒の後方にＣＣＤ等の撮像素子が組み込まれており、これによりカメラが構成されている。
【００２０】
ドームカバー１６は、レンズ１４を収容した状態でベース部１２に取り付けられている。ドームカバー１６は、ポリカーボネイトまたはアクリル等でできており、透明である。ドームカバー１６は全体的には半球である。ドームカバー１６の中心（すなわち半球の中心）に対して、レンズ１４の光軸がドーム天頂側にオフセットしている。図２のオフセット量Ａは、光軸が水平な状態でのオフセットの大きさである。詳細には、オフセット量は、ドーム中心から光軸におろした垂線の長さであり、レンズ１４の向きに応じて変化する。このオフセットにより、レンズ１４が水平方向を向いたときでも、ベース部１２に邪魔されることなくレンズ１４が前方を撮影可能である。
【００２１】
ここで、ドーム天頂方向とレンズ光軸のなす角度をチルト角という。レンズ１４（レンズ光軸）がドーム天頂を向いているときのチルト角は０である。また、レンズ１４（レンズ光軸）がドーム水平方向を向いているときのチルト角は９０度である。本実施の形態では、ドーム型カメラ１０が天井に下向きに設置されるので、レンズ１４が真下を向くときにチルト角が０度である。
【００２２】
次に、図１を参照すると、ドームカバー１６の外側表面および内側表面は共に半球である。ただし、本実施の形態の特徴として、外側の半球の中心Ｏ１に対して、内側の半球の中心Ｏ２が、ドーム天頂側にオフセットしている。これにより、ドーム天頂Ｔにおけるドーム肉厚（ドーム表面に対して垂直な方向の厚さ）が、ドーム水平方向の肉厚よりも薄くなっている。そして、ドーム天頂Ｔからのチルト角が大きくなるに従って、ドーム肉厚が大きくなっている。また、既に説明したように、レンズ光軸３０は、ドーム中心Ｏ１に対してドーム天頂Ｔ側にオフセットしている。
【００２３】
図１において、レンズ１４は水平方向を向いている（チルト角が９０度）。図中の上光線３２および下光線３４は、光軸３０に平行であって、レンズ１４の上端付近および下端付近に入る光線である。本実施の形態では、カバー肉厚がチルト角に応じて変化するので、カバー部分での上光線３２の光路長ａが、下光線３４の光路長ｂとほぼ等しくなる。カバー部分（カバー通過部分）での光路長とは、光路のうちのカバー内の部分の長さであり、光路に沿った方向のカバーの厚さに相当する。
【００２４】
この点についてより詳細に説明すると、図１において、上光線３２がカバー表面となす角度αは約９０度である。これに対して、下光線３４がカバー表面となす角度βは９０度より小さい。上光線３２と比べて下光線３４がより斜めにドームカバー１６に入射するということもできる。ここで、仮に従来のようにドーム肉厚が均一であると、上記の角度差により、カバー部分での上光線３２の光路長ａが、下光線３４の光路長ｂより短くなる。
【００２５】
ところが、本実施の形態では、カバー肉厚がチルト角に応じて大きくなる。この肉厚変化が、上記の角度差による光路長変化と相殺する。その結果、上光線３２と下光線３４のカバー部分での光路長ａ、ｂがほぼ等しくなる。そして、上光線３２と下光線３４の光路長ａ、ｂの差が小さくなるので、光路差に起因する収差が低減する。
【００２６】
上記に説明したドーム型カメラ１０について、その動作を説明する。ドーム型カメラ１０においては、レンズ１４が、パンチルト機構２０によってチルト方向に回動される。
【００２７】
まず、ドーム天頂方向をレンズ１４が向いているとき（チルト角が０度）について説明する。この状態は図示されていないが、ドームカバー１６は回転対称であるので、レンズ１４がドーム天頂方向を向いているときは、レンズ１６の両端のカバー部分での光路差は生じない。したがって、カバー部分での収差が生じず、良質な画像が得られる。
【００２８】
次に、図１の状態では、レンズ１４が水平方向を向いている（チルト角が９０度）。このときも、上述したように、本実施の形態では、カバー部分におけるレンズ両端の光路差が低減しているので、光路差に起因する収差が少ない。これにより、水平方向を撮影するときも、良質な画像が得られる。
【００２９】
このように、レンズ１４がドーム天頂方向を向いているときも、ドーム水平方向を向いているときも、レンズ１６の両端を通る光線のカバー部分での光路差が小さい。さらに、レンズ１４がドーム天頂方向とドーム水平方向の中間の任意の方向を向いているときも、同様に光路差が小さく、収差が小さく、そして、良質な画像が得られる。
【００３０】
図３は、上述の上光線と下光線の光路長（ドーム貫通部分）のシミュレーション結果であり、本発明と従来構成の比較結果を示している。
【００３１】
従来例では、チルト角が９０度のときのレンズ光軸のドーム中心からのオフセット量は１５ｍｍであり、レンズ１２の直径は４８ｍｍである。そして、ドーム外径が直径１５０ｍｍ、ドーム内径が直径１４５ｍｍである。ドーム内外の中心は一致しており、したがってドーム肉厚は２．５ｍｍで均一である。
【００３２】
一方、本発明例では、ドーム外径の中心に対するドーム内径の中心のオフセット量（偏心量）が０．４ｍｍである。したがって、ドーム天頂方向の肉厚は２．１ｍｍであり、ドーム水平方向の肉厚は２．５ｍｍであり、この間で肉厚が増大していく。その他は、従来例と同様である。なお、レンズ光軸のオフセット量１５ｍｍは、ドーム外径の中心からの距離である。
【００３３】
図３に示すように、従来例では、チルト角が０度（天頂方向）のときは、カバー部分の上光線と下光線の光路差はほぼ０である。しかし、チルト角が４５度、９０度と大きくなるに従い、上光線と下光線の光路差が拡大する。この光路差に応じて収差が増大し、画質が劣化する。一方、本発明例は、従来例と比較して光路差が低減しているので、収差が低減し、したがって、従来よりも画質が向上する。
【００３４】
以上に説明したように、本発明の実施の形態のドーム型カメラ１０によれば、ドームカバー１６のカバー肉厚がチルト角に応じて増大するので、水平方向等のチルト角が大きい方向を撮影するときのレンズ１２の両端を通る光線のカバー部分での光路差が低減し、これにより収差が低減し、画質が向上する。
【００３５】
ドーム型カメラの典型例である監視カメラについて考えると、従来一般的であった広角撮影が専門の監視カメラでは、チルト角に応じた画質の劣化がそれほど顕著でなかった。しかし、監視カメラの普及に伴い、監視カメラがズーム機能をもち、高倍率の撮影を行うようになっている。このような高倍率撮影において、従来構成の収差が画質を大きく劣化させており、感覚的には画像が２重に見えることもあり得る。このような状況において、本実施の形態によれば、画質を大幅に改善できる。
【００３６】
また、実施の形態ドーム型カメラ１０においては、ドームカバー１６の外側表面および内側表面が球形であり、内側表面の中心が外側表面の中心よりもドーム天頂側にオフセットされている。このような構成を採用することで、チルト角度に応じてカバー肉厚が好適に変化するドームカバーを容易に製造できる。
【００３７】
なお、本実施の形態では、ドームカバー１６の肉厚は、天頂方向から水平方向までの全範囲で連続的に増大した。しかし、本発明はこのような構成に限定されない。例えば、カバー肉厚は段階的に大きくなってもよい。また、カバー肉厚は、ドームの全範囲ではなく、一部の領域で大きくなってもよい。例えば、ドーム天頂を含む所定のチルト角範囲ではカバー肉厚が一定であり、この所定の範囲を超える水平側領域ではチルト角に応じてカバー肉厚が増大してもよい。
【００３８】
また、上記の実施の形態では、カバー内外面が球面であり、これによりドームカバー１６の製造が容易である。しかし、本発明は上記構成に限定されない。外表面と内表面の一方または両方が、徐々に曲率の変わる回転対称の曲面であってもよい。この場合も、チルト角に応じてカバー肉厚が増大すれば、本発明の利点が得られる。
【００３９】
以上に本発明の好適な実施の形態を説明した。しかし、本発明は上述の実施の形態に限定されず、当業者が本発明の範囲内で上述の実施の形態を変形可能なことはもちろんである。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
以上のように、本発明にかかるドーム型カメラは、画質を向上できるという効果を有し、監視カメラ等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施の形態におけるドーム型カメラを示す図
【図２】本発明の実施の形態におけるドーム型カメラを示す図
【図３】本発明の実施の形態におけるドーム型カメラと従来例の比較を示す図
【図４】従来技術のドーム型カメラを示す図
【符号の説明】
【００４２】
１０  ドーム型カメラ
１２  ベース部
１４  レンズ
１６  ドームカバー
２０  パンチルト機構
３０  光軸
３２  上光線
３４  下光線
【図１】
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【図２】
2005300659.tif 000004
【図３】
2005300659.tif 000005
【図４】
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